Επιστήμονες στις ΗΠΑ δημιούργησαν έναν πρωτοποριακό «μηχανικό υπολογιστή» που λειτουργεί χωρίς ηλεκτρική ενέργεια, χρησιμοποιώντας ελατήρια και φυσικές ιδιότητες υλικών, ανοίγοντας δρόμο για τεχνολογίες ανθεκτικές σε ακραία περιβάλλοντα.
Σε έναν κόσμο που έχει εμμονή με μικρότερα chips και ταχύτερη φόρτιση, μια ομάδα επιστημόνων κινήθηκε προς την αντίθετη κατεύθυνση, κατασκευάζοντας έναν υπολογιστή από ελατήρια.
Ερευνητές από το Κολέγιο St. Olaf και το Πανεπιστήμιο Syracuse στις
Ηνωμένες Πολιτείες ανέπτυξαν ένα μηχανικό υπολογιστικό σύστημα που δεν απαιτεί εξωτερική ενέργεια.Η «νοημοσύνη» του βασίζεται στην τάση των ελατηρίων και την κίνηση του μετάλλου.
Αυτές οι μηχανές χωρίς μπαταρία εκτελούν λογικές και μνημονικές λειτουργίες χρησιμοποιώντας φυσικά εξαρτήματα και θα μπορούσαν να αποτελέσουν εναλλακτική στους ηλεκτρονικούς επεξεργαστές.
Σε σύγκριση με τα συμβατικά ηλεκτρονικά, αυτά τα συστήματα βασίζονται στη «μνήμη» που είναι εγγενής στα υλικά (όπως το καουτσούκ, που διατηρεί το σχήμα του μετά από τέντωμα).
Ένας υπολογιστής που λειτουργεί με τράβηγμα
Το έργο γεννήθηκε από μια απλή παρατήρηση για τον φυσικό κόσμο.
«Συνήθως θεωρούμε τη μνήμη ως κάτι που βρίσκεται σε έναν σκληρό δίσκο υπολογιστή ή στον εγκέφαλό μας», δήλωσε ο Joey Paulsen, αναπληρωτής καθηγητής Φυσικής στο Κολέγιο St. Olaf.
«Ωστόσο, πολλά καθημερινά υλικά διατηρούν κάποιο είδος μνήμης του παρελθόντος τους – για παράδειγμα, το καουτσούκ μπορεί να “θυμάται” πόσο έχει συμπιεστεί ή τεντωθεί. Η ερευνητική ομάδα ήθελε να καταλάβει αν μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τέτοια υλικά όχι μόνο για να θυμούνται κινήσεις αλλά και για να επεξεργάζονται πληροφορίες – δηλαδή να υπολογίζουν», πρόσθεσε.
Με βάση αυτή τη φυσική μνήμη, η ομάδα σχεδίασε τρία μηχανικά συστήματα από χαλύβδινες ράβδους και ελατήρια.
Αυτές οι συσκευές εκτελούν συγκεκριμένες υπολογιστικές λειτουργίες: μία λειτουργεί ως μετρητής φυσικών τραβηγμάτων, μία άλλη ως λογική πύλη που διακρίνει μεταξύ περιττών και άρτιων εισόδων, και η τρίτη ως μετρητής που διατηρεί μνήμη της εφαρμοζόμενης δύναμης.
Μαζί αποδεικνύουν ότι σύνθετη επεξεργασία πληροφοριών μπορεί να συμβεί μέσω δομικής κίνησης και όχι ηλεκτρικών σημάτων.
«Τώρα έχουμε έναν ορθολογικό τρόπο να κατασκευάζουμε αυτές τις μηχανές που μπορούν να εκτελούν απλούς υπολογισμούς χωρίς chip ή πηγή ενέργειας», δήλωσε ο Paulsen.
Μακρύς δρόμος μπροστά
Αν και μοιάζει με βήμα προς τα πίσω, οι επιπτώσεις είναι μελλοντικές. Τα chips πυριτίου είναι ευαίσθητα: λιώνουν σε ακραία θερμότητα, παρουσιάζουν σφάλματα σε υψηλή ακτινοβολία και διαβρώνονται σε σκληρά χημικά περιβάλλοντα.
Αντίθετα, αυτοί οι μηχανικοί υπολογιστές είναι σχεδιασμένοι για αντοχή, λειτουργώντας σε περιβάλλοντα που θα κατέστρεφαν άλλα συστήματα.
Για παράδειγμα, στο μέλλον θα μπορούσε να υπάρξει ένα προσθετικό μέλος που αντιλαμβάνεται και αντιδρά στην πίεση χωρίς μπαταρία ή ένας αισθητήρας μέσα σε κινητήρα αεροσκάφους που καταγράφει φθορά χρησιμοποιώντας μόνο τις δονήσεις.
«Τα αποτελέσματά μας αποτελούν ένα βήμα προς τον σχεδιασμό υλικών που μπορούν να αντιλαμβάνονται το περιβάλλον τους, να παίρνουν αποφάσεις και να αντιδρούν», δήλωσε ο Paulsen.
«Αυτά τα λεγόμενα “έξυπνα υλικά” θα μπορούσαν να βελτιώσουν τη ζωή των ανθρώπων, δημιουργώντας πιο αποκριτικά τεχνητά μέλη ή διαδραστικούς χώρους».
Για την περαιτέρω ανάπτυξη της τεχνολογίας, ο Paulsen στρέφει την προσοχή του στην κλιμάκωση και τα όρια αυτών των συστημάτων.
Αυτή τη στιγμή, φοιτητές στο St. Olaf μελετούν πώς πολλαπλοί μηχανισμοί αλληλεπιδρούν μεταξύ τους, κάτι που θα μπορούσε να οδηγήσει στη δημιουργία πιο σύνθετων δικτύων.
Η έρευνα αυτή στοχεύει να εξελίξει τα μεμονωμένα αυτά στοιχεία σε πολύπλοκες μηχανές πολλών μερών. Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό περιοδικό Nature Communications.
www.bankingnews.gr
Από το romioitispolis
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου